Sur la pierre calcaire, des traces de polychromies et de dorure sont visibles sur la couronne, la roue, le pommeau de l'épée et la couronne de l’empereur. Il faut imaginer que sur ce type de représentation, la sculpture était entièrement peinte, augmentant la vraisemblance et la charge émotionnelle relative à la dévotion. La polychromie sur cette sculpture permet d’aider à la hiérarchisation narrative, mettant en lumière les éléments importants participant au martyre de sainte Catherine.